工业相机的选型规则
工业相机的选型规则
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。
在机器视觉系统应用中，工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件，在选择过程中存在很多问题，那么今天就工业相机、工业CCD摄像头的选择，给大家介绍一些经验。
1、选择工业相机的信号类型
从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。
模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。所以这个要根据实际需求来选择。另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。工业数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。
2、工业相机的分辨率需要多大。
根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。
应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以我们为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷的面积在3到4个像素以上，这样我们选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳(我见过最多的人抱着亚像素不放说要做到零点几的亚像素，那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素，就是一个缺陷对应0.1个像素，缺陷的大小是由像素点个数来计算的，试问0.1个像素的面积怎么来表示？这些人以亚像素来忽悠人，往往说明了他们的没有常识性)。换言之，我们仅仅是用来做测量用，那么采用亚像素算法，130万像素的相机也能基本上满足需求，但有时因为边缘清晰度的影响，在提取边缘的时候，随便偏移一个像素，那么精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话，还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右，这就很好的保证了测量的精度。
3、选择工业相机的芯片。
从芯片上分，有CCD和CMOS两种。
如果要求拍摄的物体是运动的，要处理的对象也是实时运动的物体，那么当然选择CCD芯片的相机为最适宜。但有的厂商生产的CMOS相机如果采用帧曝光(全局曝光)的方式的话，也可以，虽然是CMOS芯片，但在拍摄运动物体时绝不比CCD的差，又假如物体运动的速度很慢，在我们设定的相机曝光时间范围内，物体运动的距离很小，换算成像素大小也就在一两个像素内，那么选择普通滚动曝光的CMOS相机也是合适的。因为在曝光时间内，一两个像素的偏差人眼根本看不出来(如果不是做测量用的话)，但超过2个像素的偏差，物体拍出来的图像就有拖影，这样就不能选择普通滚动曝光的CMOS相机了。 目前很多高品质的CMOS相机完全可以替代CCD用在高精度，高速的情况下，SONY甚至都以及停产CCD了，CMOS将是主流选择。
4、工业相机选择彩色还是黑白。
如果我们要处理的是与图像颜色有关，那当然是采用彩色相机，否则建议你用黑白的，因为黑白的同样分辨率的相机，精度比彩色高，尤其是在看图像边缘的时候，黑白的效果更好。尤其做图像处理，黑白工业相机得到的是灰度信息，可直接处理。
5、工业相机的帧率。
根据要检测的速度，选择相机的帧率一定要大于或等于检测速度，等于的情况就是你处理图像的速度一定要快，一定要在相机的曝光和传输的时间内完成。
6、选择线阵还是面阵的工业相机。
对于检测精度要求很高，运动速度很快，面阵相机的分辨率和帧率达不到要求的情况下，当然线阵是必然的一个选择。
7、选择工业相机的传输接口。
根据传输的距离、传输的数据大小（带宽）选择USB2.0/3.0、1394、Camerlink、GIGE千兆网接口等相机。
8、工业相机的CCD/CMOS靶面。
靶面尺寸的大小会影响到镜头焦距的长短，在相同视角下，靶面尺寸越大，焦距越长。在选择相机时，特别是对拍摄角度有比较严格要求的时候，CCD/CMOS靶面的大小，CCD/CMOS与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。因此在选择CCD/CMOS尺寸时，要结合镜头的焦距、视场角一起选择，一般而言，选择CCD/CMOS靶面要结合物理安装的空间来决定镜头的工作距离是否在安装空间范围内，要求镜头的尺寸一定要大于或等于相机的靶面尺寸。
9、工业相机的价格。
同样参数的相机，不同的厂家价格各不相同，这就靠大家与厂家沟通和协商了。一般说来，如果你有量的话，整体价格跟你单买一个的价格是差别很大的。
10、选择有实力的工业相机厂家。
工业相机最主要的就是看采集到的图像效果，好的效果即使一个完全不懂的人也能看的出来，好坏即可分辨。有条件的客户可以实际考察一下，才能够对产品了解的更透彻一些，也可看到这个公司的真正产品质量和实力.
关于机器视觉系统，电气工程师应该知道的基础知识！
对于现代的工业自动化而言，尤其是以工业4.0目标的产业，在原有的控制系统下已经无法满足用户对于设备的需求，那么由此衍生出了机器视觉系统，那么机器视觉系统到底是什么？它有怎样的作用？今天我们了解一下
一、机器视觉概述（MachineVision）
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。
二、典型机器视觉系统工作原理
机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有 / 无等，实现自动识别功能。
一个典型的机器视觉系统包括以下五大块：
1、照明
照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。
2、镜头
FOV（Field Of Vision）=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM（零件测量公差比）
镜头选择应注意：①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数 ⑤影像至目标的距离 ⑥中心点 / 节点⑦畸变
3、相机
按照不同标准可分为：标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机：线扫描CCD和面阵CCD；单色相机和彩色相机。 AFTvision机器视觉工业相机
4、图像采集卡
图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等等。
比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如，可以连接8个不同的摄像机，然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。
5、视觉处理器
视觉处理器集采集卡与处理器于一体。以往计算机速度较慢时，采用视觉处理器加快视觉处理任务。现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器，而且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。
三、机器视觉特点
⒈摄像机的拍照速度自动与被测物的速度相匹配，拍摄到理想的图像；
⒉零件的尺寸范围为2.4mm到12mm，厚度可以不同；
⒊系统根据操作者选择不同尺寸的工件，调用相应视觉程序进行尺寸检测，并输出结果；
⒋针对不同尺寸的零件，排序装置和输送装置可以精确调整料道的宽度，使零件在固定路径上运动并进行视觉检测；
⒌机器视觉系统分辨率达到1600×1200，动态检测精度可以达到0.02mm；
⒍废品漏检率为0；
⒎本系统可通过显示图像监视检测过程，也可通过界面显示的检测数据动态查看检测结果；
⒏具有对错误工件及时准确发出剔除控制信号、剔除废品的功能；
⒐系统能够自检其主要设备的状态是否正常，配有状态指示灯；同时能够设置系统维护人员、使用人员不同的操作权限；
⒑实时显示检测画面，中文界面，可以浏览最近几次不合格品的图像，具有能够存储和实时察看错误工件图像的功能；
⒒能生成错误结果信息文件，包含对应的错误图像，并能打印输出。
四、机器视觉应用领域
⒈基于机器视觉的仪表板总成智能集成测试系统
⒉金属板表面自动控伤系统
⒊汽车车身检测系统
⒋纸币印刷质量检测系统：
⒌智能交通管理系统：
⒍金相分析：
⒎医疗图像分析：
⒏瓶装啤酒生产流水线检测系统：
⒐大型工件平行度、垂直度测量仪：
⒑螺纹钢外形轮廓尺寸的探测器件：
⒒轴承实时监控：
⒓金属表面的裂纹测量：
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